Politechnika Wrocławska Wrocław, 24.03.2012 r.
Wydział Inżynierii Środowiska
Ochrona Wody i Gleby
Sprawozdanie nr 2
Symulacja profilu hydrochemicznego dla zmiennych wartości przepływu i stężenia
Prowadzący: Wykonała:
dr inż. Agnieszka Urbanowska Katarzyna Szyło
174106
IV rok st. zaoczne Sobota 13.45
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie maksymalnego sumarycznego ładunku zanieczyszczeń organicznych i mineralnych, jaki można wprowadzić do rzeki tak, aby nie została przekroczona wartość stężenia dopuszczalnego cd tych zanieczyszczeń. Należy również określić chłonność węzłów na zanieczyszczenia organiczne oraz mineralne, a także ocenić wpływ wprowadzenia zanieczyszczeń w węźle 1 na niżej położone przekroje.
Dane:
| Przekrój | 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|---|
| A | 0,9 | 1,2 | 1,4 |
| B | 1,4 | 1,8 | 2,3 |
| Q | 61 | 64 | 65 |
| Y | 64 | 67 | 69 |
| cd | 3,3 |
gdzie:
A – stężenie zanieczyszczeń na dopływie do węzła, g/m3
B – stężenie zanieczyszczeń na odpływie z węzła, g/m3
Q – natężenie przepływu zanieczyszczeń na dopływie do węzła, m3/s
Y – natężenie przepływu zanieczyszczeń na odpływie z węzła, m3/s
cd – dopuszczalne stężenie zanieczyszczeń, g/m3
2. Tabelaryczne zestawienie wyników
a) Chłonność węzłów na zanieczyszczenia mineralne i organiczne (bez zasilania).
Na podstawie powyższych danych uzyskano następujące wyniki:
| Numer węzła | Chłonność [g/s] |
|---|---|
| 1 | 121,60 |
| 2 | 100,50 |
| 3 | 69,00 |
Sumaryczny ładunek zanieczyszczeń: 291,10 g/s
b) Wpływ wprowadzenia do węzła nr 1 ładunku zanieczyszczeń równego jego chłonności (121,6g/s) na węzły umieszczone poniżej (z zasilaniem).
Zanieczyszczenia mineralne.
| Przekrój | Stężenie zanieczyszczeń |
|---|---|
| Węzeł A | |
| Stężenie A | |
| 1 | 0,90 |
| 2 | 1,20 |
| 3 | 1,40 |
Zanieczyszczenia organiczne.
| Przekrój | Stężenie zanieczyszczeń |
|---|---|
| Węzeł A | |
| Stężenie A | |
| 1 | 0,90 |
| 2 | 1,20 |
| 3 | 1,40 |
Wprowadzenie zakładanego ładunku spowodowało przekroczenie wartości stężenia dopuszczalnego cd w pozostałych węzłach.
c) Maksymalny sumaryczny ładunek zanieczyszczeń mineralnych i organicznych, jaki można wprowadzić do wszystkich przekrojów tak, aby nie przekroczyć dopuszczalnego stężenia zanieczyszczeń cd.
Zanieczyszczenia mineralne.
| Przekrój | 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|---|
| Ładunek [g/s] | 69,00 | 0,00 | 0,00 |
| Węzeł A | 0,90 | 2,28 | 2,46 |
| Węzeł B | 2,48 | 2,83 | 3,30 |
Sumaryczny ładunek zanieczyszczeń mineralnych: 69,00 g/s.
Zanieczyszczenia organiczne.
| Przekrój | 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|---|
| Ładunek [g/s] | 106,00 | 0,00 | 0,00 |
| Węzeł A | 1,20 | 2,16 | 3,17 |
| Węzeł B | 2,45 | 3,72 | 4,95 |
Sumaryczny ładunek wynosi 106 g/s.
3. Wnioski
Jak wynika z doświadczenia 2a, rodzaj zanieczyszczeń nie ma żadnego wpływu na chłonność węzłów oraz maksymalny ładunek zanieczyszczeń. Widzimy również,
iż wprowadzając ładunek zanieczyszczeń równy chłonności pojedynczego węzła, możemy doprowadzić do przekroczenia dopuszczalnych stężeń zanieczyszczeń, jednakże w przypadku zanieczyszczeń organicznych przekroczenia te są mniejsze niż przekroczenia zanieczyszczeń mineralnych. W przypadku wartości ładunków sumarycznych zauważamy większy ładunek dla zanieczyszczeń organicznych niż mineralnych, co oznacza, że do odbiornika możemy wprowadzić większą ilość tych zanieczyszczeń nie przekraczając wartości stężenia dopuszczalnego. Jest to wynikiem biochemicznego rozkładu cząstek organicznych przy udziale mikroorganizmów znajdujących się w odbiorniku zanieczyszczeń (mikroflora odbiornika). Zanieczyszczenia mineralne z kolei podlegają procesom sedymentacji, adsorpcji
i rozcieńczania, które pozwalają na ciągłe wprowadzanie tych zanieczyszczeń do odbiornika, jednakże procesy te charakteryzują się mniejszą skutecznością usuwania cząstek mineralnych niż procesy rozkładu cząstek biodegradowalnych i to właśnie ogranicza ilość wprowadzanych do odbiornika zanieczyszczeń mineralnych.